Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге

Лондонскому таксисту необходимо хорошо знать 25 тысяч улиц города и 20 тысяч ориентиров. Чтобы получить лицензию, водитель должен на экзамене проложить кратчайший маршрут между двумя точками этого хаотичного города. Даже после нескольких лет обучения не каждому удается сдать экзамен и стать таксистом. Ведет ли такое значительное развитие навыка навигации к видимым изменениям мозга? Сравнение мозга лондонских таксистов с мозгом других людей показало, что у первых увеличена задняя часть гиппокампа — области, участвующей в формировании пространственной памяти[63]. Но где здесь причина, а где следствие? Мозг меняется в результате упорных тренировок — или у людей с увеличенным гиппокампом просто больше шансов сдать экзамен и получить лицензию? Насколько индивидуальный опыт влияет — и влияет ли вообще — на формирование нашего мозга?

У птиц, как и у людей, гиппокамп используется для построения пространственных карт и формирования памяти. Но в отличие от таксистов, у некоторых видов птиц размеры этой области мозга подвержены сезонным колебаниям. Например, у черношапочных гаичек гиппокамп достигает максимального размера в октябре, когда эти птицы наиболее активно запасают пищу[64]. Они прячут еду в разных местах, чтобы съесть ее позже. Учитывая значительные сезонные изменения в объеме гиппокампа (в октябре он на 30 % больше, чем в августе!), логично было бы предположить, что эта область мозга увеличивается потому, что гаичкам нужно запоминать, где они спрятали еду.

Другие сезонные различия в поведении птиц тоже связывают с изменениями в мозге. У самцов некоторых видов меняется размер области мозга, которая называется верхним вокальным центром (HVC) и отвечает за пение[65]. Так, у самцов большой синицы, исполняющих сложные брачные и территориальные песни в период размножения, максимальный объем HVC наблюдается весной. В отличие от них, у буроголовых гаичек, которые поют круглый год, размер HVC не меняется от сезона к сезону[66]. Однако остается непонятным, что именно вызывает сезонные колебания в этих двух областях мозга. Подобные изменения могут быть спровоцированы факторами внешней среды (такими, как температура или продолжительность светового дня), чтобы животное подготовилось к сезонной активности и начало запасать пищу или петь. Или же определенные участки мозга увеличиваются в результате их интенсивного использования?

Чтобы ответить на этот вопрос, несколько групп исследователей начали обучать обезьян различным навыкам. Например, взрослых ночных обезьян учили прикасаться к вращающемуся диску[67]. Простое приспособление располагалось на расстоянии вытянутой руки, и, если обезьяна удерживала пальцы на диске, она получала вознаграждение — конфету со вкусом банана. Диск, похожий на музыкальную пластинку, но с выпуклостями на поверхности, обеспечивал непрерывный поток осязательных стимулов для пальцев обезьяны. Фиксируя активность мозга животного до и после обучения, ученые проверяли, вызывает ли регулярная стимуляция пальцев изменения в соматосенсорной коре — области мозга, которая отвечает за осязание. Заметные изменения появились уже через несколько месяцев.